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[摘 要]介绍了空分工程利用PDMS进行工厂设计，有效地提高了设计的精准度、设计效率，节约了成本。本文通过在实际工程中三维设计软件的开发应用，说明三维设计软件的应用极大地提高了施工图设计的深度和准确性。
[关键词]空分装置；三维工厂设计；开发；应用
中图分类号：O343.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0380-01
随着杭州杭氧化医工程有限公司在空分装置EPC总包工程项目不断增多，建设工程的逐步规范、有序推进，公司对整个工程项目的精细化管理不断深入；无论是对项目的实施阶段施工管理，还是设计阶段的设计控制都提出较高的要求；同时也大力提倡、引导专业技术人员在设计中开发应用先进的设计软件。从杭氧气体投资项目：蚌埠7500m3/h、济源25600m3/h、抚顺11000m3/h到河北天柱30000m3/h等项目的设计中，实时开发应用了英国AVEVA工程软件公司的三维工厂设计软件，有效地提高了空分装置工厂设计的精准度、设计效率，节约了成本。
1 三维工厂设计的前期开发应用
三维工厂模型的建立离不开软件的数据库。而PDMS中的数据库包括了元件库和等级库。数据库是进行管道设计基础，它的规范性、完整性均将涉及到管道设计工作的正确以及现场施工顺利与否。数据库的建立是一项崭新的工作，许多工作内容还需要进一步的摸索，建库的方法和技巧也是一个逐渐积累的过程。数据库建立还应在对基本理论知识了解和掌握的基础上，进行实际操作，做到灵活运用软件，解决其中的具体细节问题，才能使配管数据库不断趋于完善和准确。
1.1 建立配管数据库的准备工作
在建立配管元件库之前，需要根据合同相应的标准、规范及设计图纸，设计项目配管材料规格书，明确元件编码和元件描述格式，生成数据库层次，管道等级库和管道材料库，建立管件连接表。
1.2 建立配管元件数据库
元件库的建立是通过使用PDMS的PARAGON模块进行建立。通过随带的CATVIEW进行数据的修改和导入，设立成为基本元件库，按照相关标准和规范进行建立和修改，让元件数据库能够适应相关项目的要求，达到准确定义元件特性的要求.
蚌埠7500m3/h、济源25600m3/h、抚顺11000m3/h和河北天柱30000m3/h空分设备等项目能够在施工图设计阶段进行三维工厂设计，得益于专业设计人员的前期开发应用。自2009年8月开始，在杭氧股份公司设计院运用该软件进行冷箱内配管开发设计经验积累的基础上，针对空分工程的设计需要、工厂设计配管与冷箱内配管的不同，就开展了大量工作：包括数据库的开发、碳钢管道管件的定制、设计理念的创新等。在此开发的基础上，2010年3月在蚌埠7500空分液体贮存系统上应用三维工厂设计软件完成建模、施工图的设计等工作。
2 空分工程上的三维工厂设计
空分工程的工厂设计中，工艺专业应用PDMS工厂设计软件开展三维工厂设计，根据管道专业设计标准、国内相关的技术规范要求，采取建立数据库与施工图设计同时进行的方式完善数据库1000余条，建立了 6个管道等级以及全系列管径的数据库，完成了ISO轴测图出图的定制等。
空分工程厂区的三维工厂设计一般包括：压缩机厂房内设备建模及管道连接、空气预冷系统、分子筛纯化系统、冷箱外部工艺管道系统、氧氮氩气调压系统、放散防护系统及建筑、结构以及厂区电缆布置。三维设计软件的应用极大地提高了施工图设计的深度和准确性；对于厂区综合管网的三维设计，工艺专业根据建筑、结构专业的二维设计完成三维建模设计，工艺管道设计通过反复调整、修改管道布置及管道支吊架位置，有效地解决了与建筑、结构的碰撞问题。
2.1 压缩机厂房建模及管系设计
压缩机厂房建模及管系设计包括：利用PDMS对压缩机厂房、压缩机机组及附属系统建模及管道设计，有效地保证了向建筑、结构、水道等专业提出准确的设计条件；结合CAESARⅡ应力分析软件，准确定位了气体压缩后出口管道的支架位置，满足了空压机设备管口的受力要求。
2.2 分子筛纯化系统管道设计
分子筛纯化系统的管系是空分装置中最为复杂的管道配置单元之一，管径范围涉及到从DN25到DN1200，并且由于管道介质和流动方向为切换工作，管系复杂。在以往的二维设计中，设计人员为了清楚的表达管道的安装位置，需要从不同方位表达出向视图、断面图等，图纸设计、材料的统计工作量极大，且材料的统计数量有一定偏差；应用三维工厂设计软件仅需完成设计建模，即可抽出各种视图，并提取设备、管道设计效果图进行优化设计，自动准确地统计工程材料及生成ISO轴侧图；满足施工设计要求的同时也为业主的生产运行管理等提供了极大的方便。三维工厂设计不仅提高了设计精准度，更大大提高了设计效率。
2.3 精馏塔、板式冷箱外部管道设计
进出分馏塔板式冷箱处管道是低温介质与外部的常温介质接点界区。管道的操作温度变化较大，管系应力变化亦较为复杂，因此应力的消除主要依靠板式冷箱上部支架和外部的管系设计。这部分的设计计算在以往的空分项目中，设计人员与设备供货商的设计人员共同探讨，反复的修改管系设计方案需要花费大量的时间。借助PDMS三维工厂设计软件，结合CAESARⅡ应力计算软件，非常直观顺利地完成管道施工图及应力校核计算。
3 应用总结
杭州杭氧化医工程有限公司正在不断深入开发应用PDMS工厂设计软件，就近期应用具有代表性的项目——济源25600 m3/h空分工程做一简单总结，该项目为杭氧气体投资项目，系老厂区新建空分装置，布置场地非常紧张，且整个工程还需改造整合原有空分装置配套的液体贮存系统、氧/氮/氩压力调节系统。工程设计工作量繁重而且复杂，需要考虑多方面的设计因素，因此仅凭以往的二维设计工作难度大。借助PDMS工厂设计软件对整个工程的工艺设备、管道、建筑与结构、电缆桥架等总图和管网布置进行综合、全面、协同的三维设计，避免了施工过程的各种软硬碰撞干涉，节省了人力与物力。在管网管道布置、液体贮存系统、氧氮氩压力调节系统改造整合设计中，通过修正碰撞设计，碳钢管材节省约20吨，不锈钢管材节省约15吨；三维设计建模结合应用CAESARⅡ管道应力分析软件计算，使工艺及相关专业节省材料约为10吨；其产生经济效益十分可观。
4.结束语
空分工程设计中应用三维设计，使设计精准度和设计深度大大优于以往的二维设计，从三维建模提取效果图、ISO轴侧图、材料表等，这仅仅是对于三维设计软件的初步开发应用。在开发设计过程中，我们体会到三维设计软件，对于复杂管系的设计乃至后期施工组织、管理及生产运行都有着强大的系统支撑平台。应用PDMS三维设计软件，结合CAESARⅡ应力计算软件，大大地优化了复杂管系的设计，极大的提高了设计效率，有效地降低设计计算工作量；非常直观地方便了校核工作，提高了设计精准度，同时，在设计阶段就有效地解决了施工中常出现的碰撞问题。
总之，目前杭氧化医在对PDMS三维设计软件初步开发应用的的基础上，结合实际工程应用的平台，不断完善、优化管道数据库，使其不仅适用于本工程，而且还适用于以后的工程，即所有项目共用同一数据库，不断提高其实际运用功能，使设计工作再上一个新台阶。
作者简介
何伟，男（1982-）浙江诸暨人，助理工程师。
[关键词]空分装置；三维工厂设计；开发；应用
中图分类号：O343.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0380-01
随着杭州杭氧化医工程有限公司在空分装置EPC总包工程项目不断增多，建设工程的逐步规范、有序推进，公司对整个工程项目的精细化管理不断深入；无论是对项目的实施阶段施工管理，还是设计阶段的设计控制都提出较高的要求；同时也大力提倡、引导专业技术人员在设计中开发应用先进的设计软件。从杭氧气体投资项目：蚌埠7500m3/h、济源25600m3/h、抚顺11000m3/h到河北天柱30000m3/h等项目的设计中，实时开发应用了英国AVEVA工程软件公司的三维工厂设计软件，有效地提高了空分装置工厂设计的精准度、设计效率，节约了成本。
1 三维工厂设计的前期开发应用
三维工厂模型的建立离不开软件的数据库。而PDMS中的数据库包括了元件库和等级库。数据库是进行管道设计基础，它的规范性、完整性均将涉及到管道设计工作的正确以及现场施工顺利与否。数据库的建立是一项崭新的工作，许多工作内容还需要进一步的摸索，建库的方法和技巧也是一个逐渐积累的过程。数据库建立还应在对基本理论知识了解和掌握的基础上，进行实际操作，做到灵活运用软件，解决其中的具体细节问题，才能使配管数据库不断趋于完善和准确。
1.1 建立配管数据库的准备工作
在建立配管元件库之前，需要根据合同相应的标准、规范及设计图纸，设计项目配管材料规格书，明确元件编码和元件描述格式，生成数据库层次，管道等级库和管道材料库，建立管件连接表。
1.2 建立配管元件数据库
元件库的建立是通过使用PDMS的PARAGON模块进行建立。通过随带的CATVIEW进行数据的修改和导入，设立成为基本元件库，按照相关标准和规范进行建立和修改，让元件数据库能够适应相关项目的要求，达到准确定义元件特性的要求.
蚌埠7500m3/h、济源25600m3/h、抚顺11000m3/h和河北天柱30000m3/h空分设备等项目能够在施工图设计阶段进行三维工厂设计，得益于专业设计人员的前期开发应用。自2009年8月开始，在杭氧股份公司设计院运用该软件进行冷箱内配管开发设计经验积累的基础上，针对空分工程的设计需要、工厂设计配管与冷箱内配管的不同，就开展了大量工作：包括数据库的开发、碳钢管道管件的定制、设计理念的创新等。在此开发的基础上，2010年3月在蚌埠7500空分液体贮存系统上应用三维工厂设计软件完成建模、施工图的设计等工作。
2 空分工程上的三维工厂设计
空分工程的工厂设计中，工艺专业应用PDMS工厂设计软件开展三维工厂设计，根据管道专业设计标准、国内相关的技术规范要求，采取建立数据库与施工图设计同时进行的方式完善数据库1000余条，建立了 6个管道等级以及全系列管径的数据库，完成了ISO轴测图出图的定制等。
空分工程厂区的三维工厂设计一般包括：压缩机厂房内设备建模及管道连接、空气预冷系统、分子筛纯化系统、冷箱外部工艺管道系统、氧氮氩气调压系统、放散防护系统及建筑、结构以及厂区电缆布置。三维设计软件的应用极大地提高了施工图设计的深度和准确性；对于厂区综合管网的三维设计，工艺专业根据建筑、结构专业的二维设计完成三维建模设计，工艺管道设计通过反复调整、修改管道布置及管道支吊架位置，有效地解决了与建筑、结构的碰撞问题。
2.1 压缩机厂房建模及管系设计
压缩机厂房建模及管系设计包括：利用PDMS对压缩机厂房、压缩机机组及附属系统建模及管道设计，有效地保证了向建筑、结构、水道等专业提出准确的设计条件；结合CAESARⅡ应力分析软件，准确定位了气体压缩后出口管道的支架位置，满足了空压机设备管口的受力要求。
2.2 分子筛纯化系统管道设计
分子筛纯化系统的管系是空分装置中最为复杂的管道配置单元之一，管径范围涉及到从DN25到DN1200，并且由于管道介质和流动方向为切换工作，管系复杂。在以往的二维设计中，设计人员为了清楚的表达管道的安装位置，需要从不同方位表达出向视图、断面图等，图纸设计、材料的统计工作量极大，且材料的统计数量有一定偏差；应用三维工厂设计软件仅需完成设计建模，即可抽出各种视图，并提取设备、管道设计效果图进行优化设计，自动准确地统计工程材料及生成ISO轴侧图；满足施工设计要求的同时也为业主的生产运行管理等提供了极大的方便。三维工厂设计不仅提高了设计精准度，更大大提高了设计效率。
2.3 精馏塔、板式冷箱外部管道设计
进出分馏塔板式冷箱处管道是低温介质与外部的常温介质接点界区。管道的操作温度变化较大，管系应力变化亦较为复杂，因此应力的消除主要依靠板式冷箱上部支架和外部的管系设计。这部分的设计计算在以往的空分项目中，设计人员与设备供货商的设计人员共同探讨，反复的修改管系设计方案需要花费大量的时间。借助PDMS三维工厂设计软件，结合CAESARⅡ应力计算软件，非常直观顺利地完成管道施工图及应力校核计算。
3 应用总结
杭州杭氧化医工程有限公司正在不断深入开发应用PDMS工厂设计软件，就近期应用具有代表性的项目——济源25600 m3/h空分工程做一简单总结，该项目为杭氧气体投资项目，系老厂区新建空分装置，布置场地非常紧张，且整个工程还需改造整合原有空分装置配套的液体贮存系统、氧/氮/氩压力调节系统。工程设计工作量繁重而且复杂，需要考虑多方面的设计因素，因此仅凭以往的二维设计工作难度大。借助PDMS工厂设计软件对整个工程的工艺设备、管道、建筑与结构、电缆桥架等总图和管网布置进行综合、全面、协同的三维设计，避免了施工过程的各种软硬碰撞干涉，节省了人力与物力。在管网管道布置、液体贮存系统、氧氮氩压力调节系统改造整合设计中，通过修正碰撞设计，碳钢管材节省约20吨，不锈钢管材节省约15吨；三维设计建模结合应用CAESARⅡ管道应力分析软件计算，使工艺及相关专业节省材料约为10吨；其产生经济效益十分可观。
4.结束语
空分工程设计中应用三维设计，使设计精准度和设计深度大大优于以往的二维设计，从三维建模提取效果图、ISO轴侧图、材料表等，这仅仅是对于三维设计软件的初步开发应用。在开发设计过程中，我们体会到三维设计软件，对于复杂管系的设计乃至后期施工组织、管理及生产运行都有着强大的系统支撑平台。应用PDMS三维设计软件，结合CAESARⅡ应力计算软件，大大地优化了复杂管系的设计，极大的提高了设计效率，有效地降低设计计算工作量；非常直观地方便了校核工作，提高了设计精准度，同时，在设计阶段就有效地解决了施工中常出现的碰撞问题。
总之，目前杭氧化医在对PDMS三维设计软件初步开发应用的的基础上，结合实际工程应用的平台，不断完善、优化管道数据库，使其不仅适用于本工程，而且还适用于以后的工程，即所有项目共用同一数据库，不断提高其实际运用功能，使设计工作再上一个新台阶。
作者简介
何伟，男（1982-）浙江诸暨人，助理工程师。